ALI/ARDS发病机制与治疗进展

姚尚龙 张诗海 徐尤年

华中科技大学同济医学院附属协和医院

急性肺损伤（acute lung injury，ALI）是指机体遭受严重感染、创伤、休克、以及有害气体吸入等多种因素打击后，出现弥漫性肺泡—毛细血管膜损伤所致肺水肿和肺不张等病理特征，临床表现为呼吸窘迫和顽固性低氧血症等。急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是急性肺损伤的严重形式[1]。自1967年美国科罗拉多大学Ashbaugh等[2]在Lancet杂志首先报道成人急性呼吸窘迫（acute respiratory distress in adult）以来， ARDS的命名和定义也逐步地规范，对ALI和ARDS的本质和发病机制有了较为深刻的认识，并提出了ALI/ARDS临床诊断标准和治疗原则，临床诊疗水平（如呼吸机支持治疗）有所提高，但病死率依然居高不下[3]。 ALI和ARDS是临床各个科室均可见到的急危重症，由于ALI/ARDS的病因及发病机制错综复杂、致病环节众多、病死率高，严重威胁重症患者的生存质量甚至影响其生命，现已成为临床危重病学研究的热点和难点。

第一部分 ALI/ARDS 的概述与分子机制

ALI和ARDS是以弥漫性肺细胞损伤为基础[4]，以肺血管损伤所致的肺水肿和肺组织炎性细胞浸润为其病理特征[3]，临床上以严重的低氧血症、弥漫性肺浸润和肺水肿为主要特征。部分患者最终将会形成急性呼吸窘迫综合征，造成机体不可逆的急性呼吸功能衰竭和多器官功能障碍。ALI 和ARDS发病危险因素可以是来自肺的直接损伤，也可以是肺外因素通过全身性炎性反应对肺产生的间接损伤，若同时具有两种或三种危险因素，ARDS发病率显著高于具有一种易患因素时。危险因素存在时间越久，ARDS发生率就越高，危险因素发生于24 h、48 h和72 h时，患病率分别为76%、85%和93%[5]，因此有必要从多方面、多角度深入探究 ALI/ARDS的发病机制，以期找到更为有效的治疗途径。

1 ALI/ARDS的分子机制

ALI/ARDS发病机制错综复杂，迄今尚未完全阐明[6]。目前针对ALI/ARDS发病机理的研究主要是围绕其病理特征即肺水肿的形成和肺组织炎症的发生和调控。

1.1 肺水肿的形成

目前认为ALI是以急性肺水肿为重要特征的一种临床综合征，其基本病理生理改变是肺泡上皮和肺毛细血管内皮通透性增加所致的非心源性肺水肿。由于肺泡水肿、肺泡塌陷导致严重通气/血流比例失调，特别是肺内分流明显增加，从而产生严重的低氧血症。肺血管痉挛和肺微小血栓形成引发肺动脉高压。现在普遍认为急性肺损伤时发生肺水肿一方面是由于肺微血管内皮细胞活化/损伤，局部毛细血管通透性增加，促进富含蛋白质的血浆渗出，导致组织水“肿”；另一方面水通道蛋白的数量和功能的异常也是急性肺损伤时肺水肿形成的一个重要因素。

肺泡内液体清除方式主要有两种：被动转运和主动转运，以主动转运为主。肺泡上皮的钠水主动转运系统主要由钠离子通道、Na+-K+-ATP酶和水通道组成。水通道蛋白是一族广泛存在于原核和真核生物细胞膜上的选择性高效转运水分子的同源蛋白质大家族的总称，它在液体转运和某些腺体分泌方面具有重要作用[7]。在哺乳动物体内已被确认的有13种水通道蛋白（AQP - 0 ~ AQP - 12），分布于肺组织中的水通道蛋白有6种（AQP - 1、AQP - 3、AQP - 4、AQP - 5、AQP - 8、AQP - 9）[8]。其中AQP - 1位于肺毛细血管内皮细胞，只负责转运水，不允许其他的溶质和分子通过血管内皮细胞。与野生型相比，AQP - 1基因敲除小鼠肺泡—毛细血管间水的渗透性、通透性是野生型的1/10，AQP - 1促进肺内由渗透压改变引起的水的快速转运。在ARDS的发生过程中由于肺泡Ⅱ型细胞上AQP - 1的表达减少，造成肺间质和肺泡内经由水通道蛋白重吸收的水减少，水在肺间质和肺泡聚集形成肺水肿。AQP - 3和AQP - 4主要分布在气道上皮细胞，AQP - 5主要分布在Ⅰ型肺泡上皮细胞。通过基因敲除小鼠的实验研究发现[7]，AQP - 1和AQP - 5是渗透压改变引起的水快速转运的重要通道，但基因敲除AQP - 1和AQP - 5不影响肺水的清除，也不增加肺损伤动物模型的肺水含量，不过敲除AQP - 5显著地减少了粘膜下腺体分泌量（减少了50%）。

1.2 肺组织炎性细胞浸润和细胞因子释放

1.2.1 炎症和炎性细胞

目前认为ALI/ARDS是肺组织对严重感染、创伤、休克及大量输血、输液等打击后产生广泛而过度的炎症反应，因此炎症反应在ALI/ARDS发生发展中具有重要作用。炎性细胞主要包括多形核白细胞（PMN）、单核巨噬细胞和血管内皮细胞等。机体产生的大量前炎症介质及脂质代谢产物（如白三烯B4等），促使炎症细胞（尤其是中性粒细胞以及巨噬细胞）肺组织的募集及活化，构成了ALI炎性反应和免疫调节的“细胞网络”，形成炎症的“瀑布样”链锁反应，导致肺上皮细胞以及血管内皮细胞受损，影响细胞间隙以及钠水转运系统及表面活性物质的产生，大量富含蛋白液体进入肺组织，形成急性肺水肿，导致透明膜的形成及肺泡的陷闭。经过急性炎症阶段后，机体进入增生阶段，出现肺组织的修复，渗出物的机化及淋巴细胞的浸润，Ⅱ型肺泡上皮的增殖，分泌表面活性物质以及向Ⅰ型肺泡上皮细胞分化，产生过多的细胞胶原组织，形成广泛的纤维化，导致了肺顺应性的降低，肺泡死腔的增加，患者发生顽固的低氧血症。

目前认为， PMN上表达的趋化因子受体α、趋化因子受体4（R4）与骨髓基质细胞上广泛表达的基质细胞衍生因子1的连接，是调节PMN释放的主要因素[9]。R4受多种细胞因子的调节，如粒细胞集落刺激因子通过减少PMN细胞表面的R4的表达及促使R4的裂解，而促进骨髓中PMN的释放[10]。促炎性细胞因子，如TNF - α、白介素- 1β（IL - 1β）等，能减少R4的表达，而抗炎性细胞因子（如IL - 4、IL - 10）则能增加ΑR4的表达。

正常生理状况下，PMN在宿主防御中发挥着重要作用，借助其杀灭微生物活性，减轻或控制急性炎症反应。但同时PMN寿命显著延长[11]，通过释放超氧化物、弹性蛋白酶等物质导致肺组织损伤[12]。动物研究证实，选择性耗竭PMN可以减少组织IL - 8的生成，并减轻肺损伤的发生[13]。体外研究表明，内毒素可直接或间接激活PMN，产生丝氨酸蛋白酶和超氧阴离子[14]。当PMN与内毒素孵育后，将PMN再次注射入动物体内，可诱发急性肺损伤[15]；当受到二重刺激后，内毒素可进一步激活PMN，增强其释放超氧化物、弹性蛋白酶和花生四烯酸类代谢产物的能力。PMN通过生成活性氧，弹性蛋白水解酶等物质介导组织损伤。在炎症反应时，通过快速凋亡机制清除炎症局部的PMN是限制组织损伤，促进炎症反应消退的主要机制。大量研究证实，ARDS发病时渗出至肺组织的PMN存在凋亡延迟，ARDS早期患者的BALF能在体外抑制中性粒细胞的凋亡[16]，而在ARDS晚期炎症消除时，这种抑制作用则消失。

1.2.2 炎性介质

在急性肺损伤炎症反应过程中形成的炎性介质主要包括：（1）脂类介质：如花生四烯酸代谢产物（前列腺素、白三烯）、血小板活化因子（PAF）；（2）活性氧：有超氧离子（O2-）、过氧化氢（H2O2）等；（3）肽类物质：有PMNs/AMs蛋白酶、补体底物、参与凝血与纤溶过程的各种成分、细胞因子等。 在参与ARDS发病的众多炎性介质中，最有影响的是肿瘤坏死因子和白细胞介素。研究表明TNF - α能诱导内皮细胞活化、白细胞迁移、粒细胞脱颗粒和毛细血管渗漏等。更重要的是TNF - α还是炎性反应级联中至关重要的始动因子。TNF - α存在动态的表达变化，并且早于IL - 1β和IL - 8的变化，但由于TNF - α生物学活性检测受到可溶性TNF - α受体存在的影响，鉴于ALI患者TNF - α水平升高，但可溶性TNF受体升高更为明显，因此它们尚不能很好地预测病死率。在致炎的白介素中，IL - 1、IL - 6和IL - 8在ARDS的发病中起十分重要的作用，分别具有诱导PMN等炎性细胞趋化、释放炎性介质及致热原作用等。抗炎性的白介素（如IL - 4、IL - 10和IL - 13）在机体急性炎性反应中具有正向保护作用，而在ARDS时这种保护机制被明显削弱是发病的另一重要因素。

1.2.3 细胞信号转导通路

上述炎症细胞和炎症介质构成了ALI/ARDS炎症反应和免疫调节“细胞网络”和“细胞因子网络”。它们通过不同的信号转导途径，调控着机体的炎症反应。近年来，研究发现一些细胞信号转导通路与ALI/ARDS发病密切相关，如核转录因子κB（NF - κB）信号通路、p38丝裂霉素原活化蛋白激酶信号转导通路（MAPKs）、信号转导—转录活化因子3信号通路（STAT3）等。通过特异性的阻断这些信号通路可以不同程度的抑制炎症细胞的活化和组织浸润，抑制炎症细胞因子级联反应，从而减轻急性肺损伤。

2 ALI/ARDS治疗和研究现状

对于ALI/ARDS目前尚无特效的治疗方法，目前主要根据其病理生理改变和临床表现，采取综合性治疗措施，主要包括积极治疗原发病，控制感染，支持呼吸和循环功能，防治并发症和MODS。近年来，在ALI/ARDS治疗中，呼吸机治疗取得了显著的进步。特别是小潮气量（6 ml kg-1）、低气道压（< 30 cmH2O）、适度PEEP和适度PaCO2升高为特征的“肺保护性通气策略”可以有效的改善肺泡通气，提高PaO2，改善动脉氧合，以改善通气效果，避免呼吸机相关性肺损伤的发生[17]。同时，对呼吸机治疗以外的策略也做了很多的研究，发现在保证有效循环血容量、心输出量和供氧的情况下，尽可能限制补液量，维持液体负平衡，使PCWP维持在较低的水平（14 ~ 18 cmH2O）。在血液动力学状态稳定的前提下，可使用利尿剂以减轻肺水肿[18]。在ALI/ARDS药物治疗方面，最近对包括一氧化氮吸入、糖皮质激素、肺泡表面活性物质、磷酸二酯酶抑制剂、抗真菌治疗等可能对ALI/ARDS有益的药物的一期和二期试验研究发现，可以改善通气血流比例失调，改善氧供，但在长期大样本的对照研究中发现并不能降低ALI/ARDS死亡率[19]。目前，一些新的治疗措施，包括活化蛋白C，粒细胞巨噬细胞集落刺激因子（GM - CSF）和β受体激动剂吸入治疗目前正在进行临床试验，这些方法有可能为ALI/ARDS患者的治疗带来新的希望。

目前对ALI/ARDS炎症方面治疗，主要是应用抗生素和糖皮质激素等措施抗炎治疗，抑制炎症启动阶段促炎介质的释放和中性粒细胞的组织浸润是其主旋律[20]。目前常用的针对炎症启动的抗炎策略虽然对急性炎症的缓解有一定作用，然而抑制炎症发生的治疗策略也同时减弱了机体的防御能力，它势必抑制机体内源性抗炎及损伤组织修复机制的形成，因而蕴藏着机会感染、损伤愈合延迟、急性炎症慢性化等隐患[21]。

近年来的研究发现，促炎症消退策略“重建炎症自限机制、促进炎症适时消退”是炎症性疾病治疗的理想策略。最新发现的促炎症消退作用的炎症介质和细胞因子，主要包括脂氧素、保护素和消退素、IL-10和TGF-β[22-23]。最新的研究发现，用血管生成素1治疗急性肺损伤，可以有效的稳定血管内皮细胞，降低其通透性[24]，减少内皮来源的粘附分子的表达[25]，加速炎症消退[26]，改善急性肺损伤小鼠存活率[27]。因此，血管生成素Ⅰ可能是预防/治疗急性肺损伤的一个新的策略。

综上所述，由于ALI/ARDS的机制复杂，“细胞网络”和“细胞因子网络”在ALI/ARDS中起到重要作用，其相互之间的调控机制有待于进一步研究。随着ALI/ARDS的临床研究的不断深入，新的治疗策略的不断改进和监护措施的日趋完善合理，ALI/ARDS的死亡率是有望进一步降低的。

第二部分 ALI/ARDS 的遗传学研究

流行病学调查资料表明，ALI的发生和预后依赖于疾病本身和个体对疾病的敏感程度。目前，普遍认为人类疾病的发生都直接或间接与基因受损有关，遗传因素是内因，环境因素是外因，人类疾病是遗传因素（基因组信息）与环境因素相互作用的结果。然而，即使暴露于相同的危险因素下，不同个体对ALI/ARDS的免疫应答、所启动的炎症反应程度以及预后也不同。这种差异性被称为遗传易感性，是由于在进化过程中遗传物质不断变异，导致一种基因可能有几种基因型，即基因的多态性。其原因可以是某一基因位点上存在两个或两个以上不同的等位基因，是单个碱基改变（单核苷酸多态，SNP），碱基或DNA片段的缺失或插入，基因的重复，也可由某些高度重复序列拷贝数变异造成。

ALI/ARDS危险因素众多，但发展成ALI/ARDS的病人比例并不高，且患者的转归各不相同，表明具有明显的个体差异。Moss等[28]研究发现，糖尿病病人感染性休克并发ALI的几率比非糖尿病病人要低（25%vs.47%），导致这一结果的原因可能与患者的基因异质性有关。目前评价影响ALI/ARDS发病及预后的基因主要集中在以下几个方面：（1）引起炎性反应的细胞因子基因，如Toll样受体4（Toll - like recepror 4，TLR4），Nrf2（nuclear factor, erythroid derived 2，like 2），肿瘤坏死因子等；（2）编码肺泡产物的基因，如肺泡表面活性物质；（3）凝血途径相关的因子。本节的重点是就近年来的与ALI/ARDS高发病率相关的遗传基因方面研究成果做一介绍，给今后致力于急性肺损伤相关方面研究的读者以启发。

1 TLR4与ALI/ARDS

TLR4是一种跨膜蛋白，人类编码的基因定位在9q32 - q33。这种蛋白由胞外区、跨膜段和胞内区3部分组成。其胞外区主要包括十几到二十几个串连的富含亮氨酸重复序列（1eucine - rich repeats，LRRs），此结构有利于促进蛋白质间的相互粘附，故可用来识别病原体或其产物。胞内区由Toll同源结构域（Toll Homology domain，TH domain）和分子羧基端长短不同的短尾肽组成。TH结构域是向下游进行信号转导的核心元件，这一区域关键位点的突变或序列缺失将阻断信号向下传递。当编码删的基因突变，就会导致其编码蛋白改变，从而使信号传导发生变化，影响一系列反应。

TLR4是Toll样受体家族唯一的既表达于中性粒细胞，又表达于内皮细胞的成员。病原微生物抗原和内源性抗原等配体被肺内中性粒细胞、内皮细胞等细胞表面的TLR4识别后，在ALI/ARDS早期通过激活NF-κB和AP - 1等转录因子从而激活细胞，启动一系列炎症免疫反应。这些效应包括产生许多种能扩大免疫炎症反应、增强杀菌作用的细胞因子如IL - 1、IL -6、IL - 8、IL - 12、TNF - α等[29]，引发以中性粒细胞浸润、微血管内皮细胞损伤与蛋白液体渗漏为特征的炎症反应。丝裂原激活蛋白激酶（mitogen - activated protein kinase，MAPK）是细胞内一类重要的信号分子，LPS可以通过TLR4将信号转导至细胞内并导致各条MAPK通路的激活，但是具体的激活机制还不清楚。此外，在ALI/ARDS后期，TLR4介导炎症反应修复，以维持肺泡上皮细胞的修复，促进ALI/ARDS的康复[30]。

Steven等对C3H/Hej（突变型纯合子，对LPS不敏感品系）和C3H/HeOuj（野生型纯合子，对LPS敏感品系）2种小鼠染毒，比较肺泡灌洗液中蛋白的含量。发现在C3H/HeOuj品系小鼠灌洗液中蛋白含量明显高于C3H/Hej品系小鼠；并且用RT - PCR的方法检测了TLR4的mRNA的表达量，发现C3H/HeOuj品系小鼠mRNA的表达量比对照组高40%；而C3H/Hej品系小鼠在O3染毒72 h后没有发现TLR4 mRNA的表达[29]。而Qureshi等人研究发现C3H/Hej品系小鼠在编码TLR4的基因的712位点上的密码子中有一个碱基突变“C -A”，导致了此位点上的脯氨酸被组氨酸取代，而此部分位于胞内区，可能正是这种原因导致了信号传导的改变，影响了下面一系列反应[31]。

2 Nrf2与ALI/ARDS

Nrf2是一种核转录因子，小鼠的编码基因定位在2q31。Nrf2是基于亮氨酸拉链核转录因子家族中的一员，这个家族有6个成员：p45 - Nfe2，Nrf1，Nrf2，Nri3，Bachl和Bach2[32]。Nrf2能够与NF - E2/AP -1重复序列结合。NF - E2/AP - 1是抗氧化反应元件（antioxidant response elements，ARE）的一个亚族，具有GCNNNGTCA序列，这些序列存在于几种2相解毒酶和抗氧化蛋白基因的启动子区，通过和Nrf2转录因子结合来调控下游基因的转录[33]。这些下游基因包括：谷胱苷肽硫转移酶（GSTs）基因、还原型辅酶II（NADPH）基因、苯醌氧化还原酶（NQOI）基因、谷胺酸半胱氨酸连接酶（Glutamate - cysteineligase）基因等，这些基因在解毒和抗氧化反应中起着重要的作用，同时还和肿瘤的发生有密切的关系[34]。

Cho等[35]用活性氧物质对C57BL/6j、C3H/Hej以及F1和F2代小鼠染毒，然后做基因连锁分析，结果发现小鼠的第2、3号染色体上发现了几个数量性状位点（quantitative trait locus，QTL），分别为对活性氧物质易感的Hsl1和Hsl2基因。经过比较Hsll的基因序列，推断出Nrf2可能为候选的易感基因[35]。检测C57BL/6j（易感品系） 和C3H/Hej （抵抗品系）两种品系小鼠肺部Nrf2 mRNA的表达情况，结果发现：在染毒后的l.5 h、6 h和48 h C3H/Hej品系小鼠肺部的mRNA表达的量分别比C57BL/6j品系小鼠高62%、64%和260%。对两种品系小鼠启动子区的基因进行比较发现，C57BL/6j品系小鼠在 - 89处有一个“G - C”的突变：在 - 197、 - 336和 - 479处都有“T – C”的突变；在 -519处的多聚“C”位点有一个额外的“C”，而C3H/Hej品系小鼠的多聚“C”只到 - 518处，这可能是因为在Nrf2启动子区的多态性导致了两种品系小鼠之间Nrf2转录水平的不同，影响2相解毒酶和抗氧化蛋白的翻译，从而导致了两种小鼠之间对活性氧物质反应的差异。

Aoki等人用基因敲除技术，将小鼠的Nr/2基因敲除，然后用柴油机废气对Nrf2（-/-）和Nrf2（+/-）2种小鼠染毒，检测肺部DNA加合物的含量。结果发现Nrf2（-/-）小鼠肺部DNA加合物的含量是Nrf2（+/-）小鼠的2.3倍[36]。Chan等[33]用丁羟甲苯（消毒防腐药，butylated hydroxyl toluene，BHT）对Nrf2基因敲除的小鼠和野生型小鼠进行染毒，结果发现在染毒第2天两种小鼠均出现浅快呼吸、毛色失去光泽以及小鼠背部弓起，且在Nrf2（-/-） 小鼠症状更加明显，大部分都死亡。同时，还检测了两种小鼠肺部的一些解毒酶的含量，发现在Nrf2（-/-）小鼠肺部的过氧化氢酶、谷胺酸半胱氨酸连接酶、血红素加氧酶、还原型辅酶Ⅱ、苯醌氧化还原酶、过氧化物歧化酶等2相解毒酶的含量均比野生型小鼠低，说明其肺部抗氧化损伤能力比较低，容易造成肺部的损伤。

3 肿瘤坏死因子基因与ALI/ARDS

肿瘤坏死因子是脓毒血症的重要炎性介质，而脓毒血症是诱发ARDS的最常见原因。TNF - α仅和TNF -β作用于相同的受体引起多种生理反应。循环内高TNF - α水平证明与败血症的预后明显相关，例如脑膜炎球菌败血症[37]。

TNF - α主要由巨噬细胞分泌，而TNF - β主要由淋巴细胞分泌，编码这两个因子的基因是位于第6号染色体人白细胞抗原III基因族内的相邻基因。由于其位置毗邻并且具有高度的同源性，因此进化学的研究表明两种因子的基因来自于同一个祖先，是在进化过程中复制而成的。人白细胞抗原与自身免疫性疾病有关，TNF - β第1内含子NcoI限制性内切酶片段长度多态性等位基因与胰岛素依赖性糖尿病和系统性红斑狼疮等自身免疫性疾病有关，具有TNF - β2纯合子等位基因的个体比杂合体和TNFB纯合子个体在脂多糖刺激下单核细胞分泌的TNF - α都要高[38]。

研究表明，在TNF - α基因（TNFA）控制区的多态性与病人对感染性休克、器官功能衰竭（MOF）和死亡率的易感性明显相关。Stuber等[39]研究了位于TNFA启动子308位点的Ncol限制性内切酶片断长度多态性与败血症病人MOF和血浆中TNF-α浓度的相关性。研究结果表明，TNFA的多态性与病人血浆中TNF-α水平升高和预后较差有明显的相关性：在17名TNF-β2纯合子的基因型的患者中有2名患者生存，而在19名杂合子基因型的患者中有12名患者生存下来，具有TNF-β2纯合子等位基因患者的死亡率比杂合子基因型的死亡率明显增高（88% vs.37%）。另外，TNF-β2纯合子基因型的患者比杂合子基因型的患者循环内TNF-α的浓度较高，器官衰竭的评分也较高。另一项研究表明，具有TNF-β2等位基因的患者不但对感染性休克具有很高的死亡率而且与感染性休克的易感性相关。总之，在机体处于炎症反应时，具有TNF-β2纯合子基因型的患者的死亡率更大。

4 肺泡表面活性蛋白B基因与ALI/ARDS

表面活性蛋白对于肺的正常功能具有重要作用。能够通过干扰肺泡水层分子间的作用力，降低肺泡表面张力，使肺处于正常的膨胀状态。是由肺泡II型细胞分泌的包含多种脂类和表面活性蛋白（SP）（SP-A，SP - B，SP - C和SP - D）。SP - A既具有肺泡表面活性物质的生理作用，又是肺局部防御和炎症反应过程的重要介质。对基因敲除小鼠和人先天性蛋白沉积症病人研究的结果表明，缺乏SP - B的动物和人是无法生存的。杂合子SP - B小鼠SP - B分泌的总量只有正常小鼠的一半，表现为顺应性减小，肺内的残留气体增加。SP - D和SP - A一样是C类胶原蛋白，在肺局部防御中具有重要作用[40]。SP与ALI的病理过程密切相关，ALI病人的SP降低肺泡表面活性的能力减弱，肺泡灌洗液中SP - B的含量减少。同时血浆白蛋白渗漏到肺泡内也抑制了SP的正常功能[41]。

SP - B是由2号染色体短臂上的单基因编码。SP-B基因的多态性是在SP-B基因的第4内含子中存在一个不定数串列重复区，90%的白人在第4内含子中有一段固定不变的或野生型的2.5 kb的片段，但是有些人在该区域由于插入突变或缺失突变因此存在一段或长或短的可变区。基因组分析的结果表明，发生ARDS的小儿该处发生突变的机会是29.3%，而对照组小儿只有16.8%（P < 0.05）[42]。在另一项研究中，SP - B基因第4内含子发生插入或缺失突变的几率在ARDS的病人是46.6%，而对照组只有4.3%（P < 0.05）[43]。Gong等[44]对189名有发生ARDS危险的病人进行了研究，结果只有72名（38%）患者发生了ARDS，其中具有SP - B多态性基因妇女的发病率比纯合子野生型SP - B基因的发病率明显增加。这些研究都表明SP - B基因的多态性可能与ALI的易感性有关。

5 血管紧张素转化酶基因与ALI/ARDS

在人体的很多系统，包括肺在内都存在着局部肾素—血管紧张素系统。在这个系统中血管紧张素转化酶（ACE）是一个关键酶，可将血管紧张素I（AT- I）转化成AT - II，同时还能降解缓激肽，因此它的别名就叫激肽酶II，这两种分子和相关肽都具有多种作用。大量的实验证据表明，肺部肾素—血管紧张索系统可以改变血管的渗透性、血管的紧张度和纤维母细胞的活性，从而影响ARDS的病理进程[45]。

在ARDS病人，循环中的ACE通常是降低的，这说明受损的肺泡内皮细胞释放的酶减少，但在BAL内ACE的含量就明显升高，肺组织和血液间AT - II的梯度较大[46]。血浆中ACE的浓度存在着明显的个体差异，但是在家族中这种差异却很小，说明有遗传因素的影响。人类ACE基因是由4 024个碱基对构成，其上存在或缺失一段含有287个碱基的DNA片段，有者为插入型，纯合子基因型为I/I，无者为删除型，纯合子基因型为D/D，杂合子基因型为I/D，D/D基因型患者的ACE基因表达高于I/I基因型患者[47]。Jerng等[48]对台湾国立医学院ICU中的101例ARDS患者、138例具有ARDS危险因素者和210名健康人进行了基因分型。结果显示，I/I、D/D、I/D这三种基因型在三组内出现频率的差异无统计学意义，但是这三种基因型的患者28 d病死率的差异有统计学意义（I/I：40，I/D：65，D/D：75，P=0.036），表明ACE基因I/D多态性是判断ARDS患者预后的重要因素。因此ACE抑制剂或者血管紧张素受体阻滞药物可能会起到治疗效果。这个效果在Wang等[49]用博莱霉素诱导的ALI小鼠模型实验中得到验证。

6 凝血相关基因与ALI/ARDS

败血症、创伤等AL/ARDS I的危险因素可以同时激活炎症和凝血反应，这两种反应之间可以相互影响，某些炎性介质可以促进凝血，反过来，血管内凝血也可以诱导炎症反应。二者通过内皮细胞紧密的联系起来。TNF - α、IL - 1和IL - 6等炎性介质可以直接损伤内皮细胞，或者通过激活中性粒细胞间接损伤内皮细胞，血小板从积聚在损伤的内皮细胞释放，从而引发凝血反应。TNF - α等细胞因子还可以诱发组织囚子（TF）表达，从而激活外源性凝血途径。细胞因子还可以同时激活抗凝系统，这种抗凝和促凝反应的平衡对于血管内凝血的扩散具有重要作用。反过来，凝血可以诱导外周血单核细胞和内皮细胞释放IL - 6，IL - 8和TNF - α，从而影响炎症反应[50]。ALI的早期，由于抗凝和促凝的平衡被打破，纤维蛋白沉积在肺泡，提高趋化作用和肺泡的通透性从而增加炎症反应的程度。在ALI患者的BAL中，促凝剂活性升高而纤溶活性下降，因子VII（促凝）和PAI - 1活性（抗凝）增加。

炎症反应和凝血反应某些关键因子基因的单核苷酸多态性（SNPs）或SNP单体型可以增加促凝，破坏抗凝和纤溶，促进ALI/ARDS的发生和发展。凝血酶、纤维蛋白原、V因子、VIII因子、蛋白质C、内皮蛋白质C受体、蛋白质S、抗凝血酶和PAI - 1这些凝血系统关键因子基因的启动子和编码区都发现了SNPs。大量的研究表明，这些SNPs与深静脉血栓、肺栓塞、急性心肌梗死、猝死、中风及ALI/ARDS有关[51]。

在PAI - 1基因的启动子存在着4Gs或5Gs，被命名为PAI - 4G/5G。5G等位基因与血浆中PAI - 1升高有关。很多研究[52-53]发现，ALI/ARDS患者血浆和肺泡灌洗液中的PAI - 1浓度升高且与预后呈负相关。Tsangaris等[54]近来研究发现，具有4G等位基因的ALI/ARDS患者需要呼吸机支持治疗的时间更长，更容易发生多器官功能障碍，28天死亡率更高。同样，在对多发性创伤的患者研究发现，具有4G等位基因死亡率较高，这些患者不但PAI - 1的水平较高而且具有较高浓度的TNF - α和IL - 1。4G/4G纯合子的患者PAI - 1、TNF -α和IL - 1的浓度最高，4G/5G杂合子或5G/5G纯合子患者PAI - 1、TNF - α和IL - 1的浓度较低[55]。

7 其他基因

Leikauf[56-57]等在第6号染色体上发现了很多有意义的数量性状位点，包括转化生长因子（TGF - α）和水孔蛋白1基因。由于TGF - α在起始和维持肺修复时具有重要作用，因此在ALI模型中应用TGF - α取得了初步成功，过表达TGF - α的转基因小鼠的存活率与表达的 TGF - α的量明显相关。这些研究结果提示，TGF - α在肺内可以限制急性炎症反应，对ALI具有保护作用。Zhai等[58]对1 253例ICU患者的血管内皮生长因子（VEGF）基因多态性（- 460C/T、+ 405C/G、-936C/T）与患ARDS的危险性进行了研究，发现VEGF基因多态性可能与ARDS患者预后有关，还与VEGF在不同个体中的循环浓度有关。

肌球蛋白轻链激酶（myosinlightchainkinase，MYLK）基因激活中性粒细胞穿越内皮细胞屏障，启动中性粒细胞的级联反应，导致ALI/ARDS。Gao等[59]对MYLK基因进行全序列扫描后发现-rs820336基因G-A碱基突变对两组病例发生ALL都有显著影响。AA基因型频率在非洲裔美国人中的频率为1.7%，GG基因型频率为55.8%，而在ALI患者中从基因型频率升高到23.9%，差异有统计学意义（P < 0.05），AA基因型发生ALI的风险是DD型的18倍。而在欧洲裔美国健康人群中AA基因型频率为60.7%，ALI患者的频率为45.5%，差异无统计学意义（P > 0.05），GG基因型频率在健康人群是3.6%，而在ALI患者中是13.6%，差异有统计学意义（P < 0.01），GG基因型发生ALI的概率是AA型的5倍。在非洲裔美国人中有CAG标识的hcvl602689、MYLK - 007及rsll707609单倍体在ALI患者的频率为11%，而在仅脓毒症患者的频率为1%。

8 结语

在医学临床实践或动物实验中，经常发现机体在遭受创伤或损伤因素作用后，不同个体的反应性是有差异的，虽然目前对这种创伤反应差异性的发生机制尚不明确，但可以肯定的是与个体遗传背景的差异相关。随着人类基因组计划和各种模式生物基因组计划的完成，大规模基因组表达的功能基因组研究方法（cDNA芯片）和基因组分析法为研究肺损伤的基因遗传性提供了全新的视角。通过深入研究ALI/ARDS的分子遗传学机制，必定会丰富现有对ALI/ARDS的认识以及为个体化治疗提供理论依据。

第三部分 ALI/ARDS 的动物模型

ALI/ARDS动物模型的建立是实验室细胞分子水平研究和临床研究的桥梁。为了研究ALI/ARDS的机制，可以通过基因敲除或者是用药物阻断某个基因产物或者信号通路在动物模型上观察其在ALI/ARDS的作用。因此，ALI/ARDS的动物模型的建立及应用在了解掌握ALI/ARDS发病机制、病理生理改变中占有重要的地位。

1 实验动物种属之间的差异

ALI/ARDS模型动物的可选择种类相当广泛，包括大鼠、小鼠、兔、犬、猪、绵羊、山羊及灵长类动物等，每种动物都有它独特的特点。由于ARDS病因复杂，但可归为直接原因和间接原因两大类[60]，分别形成肺源性和肺外源性ALI/ARDS。越来越多的人认为肺源性和肺外源性的ALI/ARDS在发病机制、治疗效果等多方面存在差别[6]，即使是同一种给药途径，不同的药物对不同种属，甚至同一种属不同年龄动物的肺损伤的程度和机制也是不尽相同的。这都是我们在选择合适的ALI/ARDS模型的时候必须考虑的问题。

1.1 动物先天性免疫系统之间的差异

由于动物和人类生存在不同的环境中，因此各自都对周围环境中的微生物形成了一定的免疫力，白细胞和间质细胞通过TOLL样受体4（TLR4）识别微生物。Hajjar和同事[61]研究发现，人类和鼠类TLR4识别内毒素的结构位点是不同的。其他的研究[62]也发现，不同种数之间的TLR2、TLR3、TLR7、TLR8、TLR9也是不同的。

1.2 不同种属之间的单核巨噬细胞系统也是不同的

单核巨噬细胞系统包括巨噬细胞及其前身单核细胞。在很多种属，单核巨噬细胞系统位于脾脏和肝脏血流中，如狗、大鼠、小鼠、兔子等；但在某些种属单核巨噬细胞系统存在于肺组织的血液中，比如绵羊、山羊、牛、猪等。肺泡内单核巨噬细胞系统的存在增加了肺损伤的易感性[63]。

1.3 不同种属之间的NO以及趋化因子和趋化因子受体也是有差别的

临床和动物实验证实，NO、IL - 8及其受体CXCL8都参与了ALI/ARDS的形成和发展[64-66]。巨噬细胞杀死结核分枝杆菌的机制，在人类是维生素D剂量依赖性的[67]，而在小鼠和一些夜间活动为主的、接受日光照射比较少的动物呈NO剂量依赖性[68]。并且啮齿类动物巨噬细胞比人类非活化的巨噬细胞NO的产量大很多[69]，山羊、猴子、猪类等像人类非活化的巨噬细胞一样几乎不产生NO[70-71]。NO产量的这种种属之间的差异是我们解释动物实验的结果和分析人类ALI/ARDS机制的时候必须要考虑的因素。另外在选择实验动物的时候，也要根据实验设计需要考虑动物的体型大小和完成课题所需要的种属特异性的试剂盒。有些实验需要反复采血或者采血量比较大，或者需要测量一些生理指标，如血压、心率、血气等，采用体积稍大的动物如羊、兔、猪或者猴子等就更合适，但由于实验研究最多用的还是小型动物，小型动物指标检测试剂盒种相对比较齐全，大型动物的指标检测试剂盒相对比较稀缺，这也是在实验动物选择时需要考虑的重要因素。

2 ALI/ARDS动物模型

2.1 ALI/ARDS动物模型分类和特点

2.1.1 肺内型

（1）灌洗型 整肺灌洗型包括离体和在体两种。其发病机制是由于肺表面活性物质的丧失而造成肺不张，蛋白漏出，肺透明膜形成及肺水肿[72]。该模型主要用于肺表面活性物质替代治疗及肺表面活性物质缺乏在ALI中的作用等方面的研究。这种模型低氧血症显著而血液动力学稳定。由于海水和淡水成分不同，故有学者复制了海水型ALI的动物模型，用于研究海水溺水的救治。

（2）吸入或者气管内滴入型 雾化或者是从气管内注入化学物质或者是炎症因子（如盐酸、内毒素、TNF - α）均可使麻醉后动物发生ALI。吸入后既可直接损伤支气管肺组织、肺泡-毛细血管膜，还可诱发肺内的化学性炎症从而导致通透性的肺水肿。此种模型循环功能稳定，组织损伤基本局限于肺部，是对胃内容物的误吸所致ALI的模拟[73]。

（3）机械通气相关肺损伤 用20 ml kg-1的潮气量、85次 分-1的呼吸频率，2小时可诱发大鼠的肺损伤。其致病机制在于肺组织的过度膨胀造成的血管透壁压和渗透性增加，是否有炎性因子参与肺损伤及参与的程度尚不清楚[74]。此模型主要用于机械通气并发症的研究。

（4）脂肪微栓塞型 严重创伤尤其是骨折后脂肪释放入血，造成血管微栓塞引发一系列反应，在肺损伤的发病机制中占有重要地位。这种模型共同的发病机制包括：①静脉注射后损伤血管内皮细胞，破坏肺表面活性物质；②引起化学性炎症：激活凝血系统，补体通路，趋化中性粒细胞；③机械性阻塞肺微血管床。

2.1.2 肺外型

（1）胰腺炎并发肺损伤 通过胰管内注射牛磺胆酸钠（4% 0.5 ml，大鼠）或静脉注射磷脂酶A2（PLA2）和胰蛋白酶可复制该模型。其发病机制是：①低血压休克使肺灌注不足；②PLA2活化；③游离脂肪酸的增多；④缓激肽引起血管扩张和通透性上升；⑤高凝状态。此种模型更符合临床疾病的病理生理变化过程，经多位学者的改进，技术已较成熟。但是对技术要求相对较高，动物容易发生胆漏、肠漏等使模型失败；同时也缺少酒精和胆石两个人类ALI发病中的重要因素[75]。

（2）盲肠结扎/脓毒症型 是经腹手术在动物盲肠上刺孔并结扎使动物发生组织坏死和肠源性腹腔感染导致SIRS，进一步发展成ALI。发病机制除了内毒素造成以外，还存在肠道其它细菌毒素的致伤作用、手术打击等。故此种模型病情重，肺部病理损害也明显，是较理想的ALI模型之一[6]。

（3）缺血再灌注性肺损伤 血管部位可选肺动脉或肺外动脉，均可导致肺损伤。Koike等[9]通过阻断肠系膜上动脉45 min后放开再灌注建立了大鼠缺血再灌注ALI动物模型。发病机制是在肠缺血再灌注时，血液系统中炎症因子激活，从而造成了肺损伤。如选用肺动脉，则多与肺移植后的肺损伤研究有关。

2.2 致伤标准与模型评价

由于临床病例资料（尤其是病理资料）收集存在一定的困难，故动物模型在研究ALI中发挥了很大作用，但同时动物模型的复制也是ALI的研究的难点[6]。虽然人的ALI/ARDS诊断标准早已出台，但是炎症反应是一个缓慢的过程，早期即出现炎症因子和炎性细胞浸润，发展到一定的程度才出现功能的改变，如顽固性低氧血症。实验发现[76]，由于动物实验中的个体差异，氧合指数离散度比较大，临床上使用的氧合指数能否作为ALI/ARDS动物模型制作成功与否的金标准尚存争议。另外，在外界刺激因素的作用下，肺组织受到的损伤过程随着时间的变化而变化，因此理想的ALI/ARDS动物模型应该复制人类ALI/ARDS疾病过程中所有的病理生理变化过程，但ALI/ARDS的死亡率比较高，很难保证模型动物能够长期存活。目前国内外的ALI/ARDS模型动物、致伤因素、致伤方法等均存在着多样化，一般都是在诸如内毒素、脂肪栓塞、胃酸误吸、缺血再灌注损伤等ALI/ARDS的发病的高危因素的基础上，根据研究目的的不同，选择的合适的实验动物种类和模型制作方法。

3 问题与展望

现有的动物模型实验时间短，不利于长期观察。而且模型的稳定性也不尽如人意。实验中原来健康实验动物突然遇到致病因素后迅速发病，而临床上患者在高危因素作用下多在24 ~ 48小时后才相继出现ALI/ARDS的表现。二者在发病时间上有一定的差距。另外，ALI/ARDS病人肺损伤的严重程度还受到临床支持治疗措施（如机械通气、液体治疗等）的影响[77]，这无疑增加了模拟这种ALI/ARDS过程的难度。多数的大型动物在实验时均采用仰卧位，与动物的生理体位相背，而在多数实验中没有对此造成的通气血流失衡进行分析。在动物实验中应遵循“三R”原则：减少，替代，优化（reduction，replacement，refinement），既达到实验的目的又减少动物的痛苦体验。尽管目前没有一个模型能够完整的复制出人的ALI/ARDS特点，但只要相关的实验结果能够得到很好的诠释和总结，仍将为人类ALI/ARDS某些治疗/预防和机制研究作出巨大的贡献。

第四部分 机械通气相关肺炎的发生机制

机械通气相关肺炎（ventilator associated pneumonia，VAP）是指气管插管或气管切开并行机械通气 ≥ 48 h后，停用机械通气和拔除气管导管后48 h内发生的新的感染性肺实质炎症（不包括非创伤性机械通气）[78]。VAP是医院内获得性肺炎最常见的类型之一，接受机械通气治疗的患者一旦出现发热、白细胞增多、咳嗽咳痰、呼吸节律的改变以及肺浸润影都应该考虑到VAP的发生。与无VAP患者相比，VAP患者住院时间长，医疗成本高，死亡率高达25% ~ 50%[79]。宿主的呼吸道防御机制破坏和病原微生物定植及侵入呼吸道是VAP发病机理的关键。

1 呼吸道防御机制

呼吸道面对入侵的病原微生物的威胁，只有依靠其强大的防御机制和机体的协调能力，才能与之抗衡。正常呼吸道有多重防御机制抵抗病原菌的侵入，包括机械防御（纤毛上皮和黏液清除系统）、体液免疫（抗体和补体）、细胞免疫。在老年人、意识障碍的患者、内环境紊乱、多器官功能不全以及吸烟酗酒的患者，由于咳嗽吞咽等保护性反射的减弱甚至消失以及其他的原因造成机体的免疫力低下，促进了细菌的定植和VAP的发生。

人工气道的建立（如气管插管和气管切开），有效的保证了气道的通畅，但同时也破坏了呼吸道的正常防御机制，为病原微生物的入侵打开了门户。气管插管不仅跨越了会厌部防御屏障、损伤了气管黏膜，使病原微生物容易定植于气管、支气管，而且削弱了咳嗽反射和纤毛运动、加重气管导管球囊上分泌物的革兰阴性菌污染、早期（<8 h）即可导致气管导管内细菌生物被膜的形成，易使污染的分泌物进入下呼吸道[80]。长时间的气管导管留置增加了患者感染和误吸的风险，并且容易发生胃肠道蠕动和微血管功能紊乱[81]。经鼻气管插管还能诱发院内鼻窦炎，Holzapfel[82]等通过病例对照研究发现针对鼻窦炎检查和治疗可减少机械通气患者VAP的发生，试验组VAP发生率为34%，而对照组为47%。无创正压通气曾被认为是拔管失败后重复插管的有效替代措施，但近期的一项大型国际多中心研究[83]则否定了这一点，因为与重复插管相比，无创正压通气既不能降低患者死亡率，也不能延长生存时间。当然，在降低VAP的发生率方面，与气管插管或者气管切开后行机械通气相比，无创机械通气患者VAP的发生率显著的减少[84]。气管切开，减少喉损伤，可较好地吸引分泌物，便于进行口腔护理，减少套管阻塞和细菌定植的发生。气管切开降低了气流阻力，减小了导管死腔，降低自主呼吸功，改善患者的舒适感，也减少镇静剂的使用。研究[85]证实早期（机械通气24 h内）气管切开与晚期（机械通气2周后）气管切开相比可显著降低VAP的发生率，两组VAP发生率分别为5%和25%（P < 0.01）。

2 机械通气时病原微生物定植及侵入呼吸道

2.1 胃内细菌定植和胃食管反流

生理状态下胃酸的存在使进入胃内的细菌无法存活。当机体处于应激状态或应用制酸药物导致胃液pH上升，尤其胃液pH > 4时，细菌（特别是革兰阴性杆菌）即可在胃内定植。胃内细菌定植是VAP的重要危险因素。胃食管反流是多种因素共同作用的结果：镇静剂或肌松剂导致的食管蠕动能力减弱，仰卧体位、胃管导致的食管下端括约肌松弛。Ibanez等[86]研究证实即使有气管导管充气套囊的存在，胃反流物还是能够进入下呼吸道。Kostadima等研究[87]发现对机械通气患者行早期胃造口术可减少VAP的发生，试验组和常规经鼻胃管组的VAP发生率分别为12.5%和44.4%，但该研究样本量小，有待进一步临床验证。胃动力药物对VAP的影响尚存在争议。Orozco - Levi等[88]发现只有联合应用带气囊的胃管和半卧体位才能延缓并减少胃食管反流和下呼吸道误吸，进而推测该方法可减少VAP的发生。不过气囊压力及维持时间，长期安全性方面问题尚待研究。

2.2 口咽部定植病原微生物的误吸

Ewig等[89]研究发现，机械通气早期（高峰2 ~4 d）上呼吸道定植菌以肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌和流感嗜血杆菌（I类病原微生物）为主，之后革兰阴性肠杆菌属和假单胞菌属细菌（Ⅱ类病原微生物）迅速增加。上呼吸道是定植于下呼吸道的I类病原微生物“储存库”，短期抗生素治疗虽可减少I类病原微生物的下呼吸道定植和早发性VAP，但却是Ⅱ类病原微生物定植下呼吸道的危险因素，持续使用抗生素则是晚发性VAP的独立危险因素，但病原微生物定植于危重症患者口咽部的确切机理尚不明确。Bergmans等研究[90]发现在不影响胃肠道定植菌的前提下，局部预防性使用抗生素（庆大霉素／多黏菌素E／万古霉素）凝胶可降低VAP的发生，抗生素凝胶组与安慰剂组的VAP发生率分别为10%和31%（P=0.001）。Silvestfi等[91]发现，接受选择性消化道除菌治疗的机械通气患者口咽部应用万古霉素凝胶可有效预防下呼吸道金黄色葡萄球菌和肠球菌感染的发生，且非常安全，性价比高。但该局部应用抗生素是否引发耐药菌的产生、是否作为降低VAP发生率的预防性用药等问题尚存在争议[92]。

2.3 气囊上滞留物的移行

气囊上滞留物，包括口腔和胃肠道分泌物，存在于气管插管患者的声门下与气管导管气囊之间的间隙，常被革兰阴性菌污染，该积液经气管与球囊间的间隙进入下呼吸道是VAP的重要危险因素[93]。气管导管从理论上讲，应该可以达到封闭气管导管，杜绝声门下的滞留物进入下呼吸道同时又不影响气管粘膜血液供应的要求[80]。但事实上，即使是气管导管的套囊充气压力足够大也避免不了这种移行，最重要的是这种移行和VAP之间的密切联系已经被试验所证实[94]。Rello等[80]经多因素分析发现声门下分泌物引流失败和气管导管囊内压 < 20 cmH2O是VAP的独立危险因素。对气囊上滞留物的持续吸引可以有效的降低早期VAP的发生，但对病人的死亡率、入住ICU的时间、机械通气的时间没有影响[95]。考虑到这种持续的吸引可能会造成呼吸道粘膜的损伤，有学者就提出间断吸引的方法。一项多中心研究对机械通气48小时以上的气管插管患者每间隔一小时吸引声门下分泌物一次，发现同对照组相比，这种间断的声门下吸引使VAP的发生率从25.6%下降到14.8%[96]。

2.4 气管导管内细菌生物被膜形成

细菌生物被膜或称为菌膜，是细菌为适应自然环境，在生长过程中不可逆地附着于固体表面而形成的特殊存在形式[97-98]。细菌吸附于惰性物体如气管导管或机体黏膜表面后，在生长过程中分泌大量的胞外多糖。胞外多糖可黏结单个细菌形成细菌团块，大量微菌落使细菌生物被膜加厚。成熟的细菌生物被膜形成高度有组织的结构，该结构具有不均质性。其水份含量高达97%，既含有蛋白质、多糖等生物大分子物质，还含有细菌分泌的营养物质、代谢产物及细菌裂解产物。细菌生物被膜的这种特殊结构坚实稳定，大大提高了其存活能力，细菌耐药性增强[99]。机械通气时气管导管内的气体和液体流动，吸痰时吸痰管机械碰撞可导致细菌生物被膜移动、堆积或脱落，使这种含有大量细菌的生物被膜碎片向气管内播散，是引发VAP反复发生和难治的重要原因之一。对20例病人的24根气管导管内的生物被膜进行细菌培养发现，部分被膜没有菌落生长，部分被膜菌落数量高达2.1×108 cfu cm-2；提取菌落DNA行梯度凝胶电泳分析检测到的细菌种类从3种到22种不等[100]，说明气管导管细菌生物被膜的成分在不同的病人之间存在较大的差异，被膜中细菌种类繁多。抗菌气管导管（表面包被磺胺嘧啶银和洗必泰）的应用虽可显著减少气管导管内、呼吸机环路内及气管内的细菌定植[101]，但可供选择的抗菌药物有限，药物的活性位点常与生物材料共价结合，而且导管无法消毒、有效期短。不过近来这方面研究[102]取得了突破性进展，体内外实验证实共价结合于生物材料上的呋喃酮类化合物能减少表皮葡萄球菌和铜绿假单胞菌的黏附、定植及生物被膜形成，且不诱导细菌耐药，存放时间长，可消毒。2.5 呼吸机环路及相关设备与VAP

近来研究发现减少环路更换不会影响病原微生物在环路中的定植。Craven 等研究[103]发现，同每48小时更换一次呼吸机回路相比，每24小时更换一次呼吸机回路增加了呼吸机相关肺炎的危险性。随后很多研究致力于探索延长更换呼吸机回路对VAP的影响，很多研究发现，延长更换呼吸机回路的时间间隔跟频繁的更换回路相比，并不增加VAP的发生率[104-105]，甚至最近有研究发现延长更换回路的时间间隔，同频繁的更换回路相比VAP发生率更低[106]。因此，以往认为呼吸机环路污染与VAP密切相关[107]，要求呼吸机环路至少每天更换一次的建议是不正确的。

湿化器是环路中的重要部件，湿化器分两种：主动湿化器（驱动吸入气体先经过加热的水浴器）和被动湿化器（人工鼻，热、湿交换器）。Kirton等[108]通过随机对照研究发现被动湿化器组VAP的发生率为6.4%，而主动湿化器组为15.7%，其可能原因是被动湿化器具不仅具有过滤作用，而且环路内相对干燥。但近期的一项多中心研究[109]发现两组VAP的发生率并无差异。Thomachot等[110]研究不同更换频率对VAP的影响，结果每7 d更换组和每24 h更换组的VAP发生率分别是9.9%和26.2%，因此湿化器同样无需每天更换。

有效预防VAP的发生，对于降低VAP的发病率和病死率，减少住院时间和医疗费用，具有重要的意义。随着VAP危险因素的逐步清楚和发病机制的逐渐阐明，为今后预防VAP的发生提供了研究基础。关于VAP的诸多预防策略的有效性存在一定争议，尚需进一步进行临床多中心前瞻性随机双盲对照试验来验证和评价目前的VAP预防措施，进一步探讨VAP的发病机制，制定出一套合理规范的预防方案。

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